DE2167151B1

DE2167151B1 - Verfahren zum Herstellen eines diamantbestueckten Schneideinsatzes

Info

Publication number: DE2167151B1
Application number: DE19712167151
Authority: DE
Inventors: W A Rocco; Jr R H Wentorf
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1970-04-08
Filing date: 1971-04-07
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2117056A1; CH554209A; DE2117056B2; DE2167151C3; ES417438A1; BE765475A; JPS53134009A; CA974045A; JPS5212126B1; JPS6124360B2; NL7104326A; FR2089415A5; DE2117056C3; ES389963A1; SE376731B; GB1349385A; LU62950A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines diamantbestückten Schneideinsatzes.

Aus der US-PS 3141 746 ist bereits ein direkt aneinander gebundene Diamantteilchen enthaltender Körper mit einer Diamantkonzentration von mindestens 50 Volumprozent bekannt. Derartige Körper sind außerordentlich bruchanfällig, insbesondere bei schlagartiger Beanspruchung. Zur Erzielung einer einigermaßen befriedigenden Bruchfestigkeit müssen die bekannten Körper verhältnismäßig dick ausgebildet werden, was sehr hohe Herstellungskosten bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein eine hohe Festigkeit aufweisender diamantbestückter Schneideinsatz einfach und preiswert hergestellt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß

a) in einem abgeschirmten Matrizenhohlraum Hartmetall in Pulverform oder als Vorpreßkörper, dessen Karbidkomponente aus Wolframkarbid, Titankarbid und/oder Tantalkarbid und dessen Bindemetallkomponente aus Kobalt, Nickel und/oder Eisen besteht, und ein Diamantteilchen in einer Volumenkonzentration von über 70% enthaltendes Pulver angeordnet werden und

b) der Inhalt des Matrizenhohlraumes auf eine Temperatur von 1400 bis 1600° C aufgeheizt und während mindestens drei Minuten einem Druck von über 45 kb ausgesetzt und unter diesem Druck auch abgekühlt wird.

Nach dem Verfahren der Erfindung erhält man einen Schneideinsatz mit ausgezeichneter Festigkeit. Der direkt aneinander gebundene Diamantteilchen enthaltende Diamantteil des Schneideinsatzes ist nämlich auf der extrem steifen Sinterhartmetallunterlage abgestützt. Der Schneideinsatz eignet sich hervorragend für Schneidwerkzeuge der spanabhebenden Bearbeitung, da der Diamantteil eine unerwartet hohe Verschleißfestigkeit aufweist und auch noch besonders zäh und stoßfest ist. Die hohe Verschleißfestigkeit des Diamantteils ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß auf den Diamantteil sehr starke Quetschkräfte einwirken, wenn der gebildete Schneideinsatz in der Beschickungsanordnung unter dem einwirkenden hohen Druck

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Die Erfindung wird nun näher anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigt

F i g. 1 einen Teil einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig.2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform einer Füllung für die Vorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht eines diamantbestückten Schneideinsatzes,

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie X-X bzw. Y-Y in F i g. 3,

F i g. 5 und 6 perspektivische Ansichten von weiteren diamantbestückten Schneideinsätzen,

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Füllung zur Herstellung der Schneideinsätze nach den Fi g. 3, 5 und 6 und

Fig.8 eine perspektivische Ansicht eines Stempels für die Vorrichtung nach Fig. 1. ■ -

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung weist zwei Stempel 11 und 11' auf, zwischen denen eine Matrize 12 angeordnet ist. Die Matrize 12 besitzt eine Öffnung 13 zur Aufnahme eines Reaktionsgefäßes 14. Zwischen jedem Stempel 11 bzw. W und der Matrize 12 befindet sich eine Dichtungsanordnung 15 bzw. 15', die aus zwei m wärmeisolierenden und elektrisch nichtleitenden Pyro- % phyllitteilchen 16 und 17 und einem dazwischen angeordneten Metallteil 18 besteht. Das Reaktionsgefäß 14 enthält vorzugsweise einen Hohlzylinder 19 aus Salz.

Innerhalb des Hohlzylinders 19 ist gleichachsig und an der Innenfläche anliegend ein als elektrisches Widerstandsheizelement dienendes Graphitrohr 20 angeordnet. Innerhalb des Graphitrohres 20 ist wiederum ein aus Salz bestehender Zylinder 21 konzentrisch angeordnet. Der Zylinder 21 ist an den Enden durch Salzpfropfen 22 und 22' abgeschlossen. Der Zylinder 21 kann einen zylindrischen Hohlraum aufweisen, der zur Aufnahme einer mehrteiligen Füllung dient. Der Zylinder kann aber auch aus einer Reihe von aufeinandergestapelten Teilfüllungen für die Erzeugung von Schneideinsätzen der in den Fig.3, 5 und 6 dargestellten Art bestehen.

An jedem Ende des Zylinders 19 ist eine aus elektrisch leitendem Metall bestehende Abschlußscheibe 23 bzw. 23' vorgesehen, die mit dem Graphitrohr 20 in elektrisch leitender Verbindung steht. Über jeder Abschlußscheibe 23 bzw. 23' ist eine Abschlußkappe 24 bzw. 24' i angeordnet, die aus einer von einem elektrisch leitenden Ring 26 umschlossenen Scheibe 25 aus Pyrophyllit besteht.

Fig.2 zeigt eine Füllung zum Herstellen von mehreren scheibenförmigen Schneideinsätzen. Die Füllung 30 ist größenmäßig so ausgestaltet, daß sie in den mit der Bezugszahl 31 bezeichneten Innenraum der Vorrichtung nach F i g. 1 paßt.

Die Füllung 30 besteht aus einer zylindrischen Abschirmung 32 aus Zirkonium, Titan, Tantal, Wolfram oder Molybdän. Innerhalb der zylindrischen Abschirmung 32 sind durch Scheiben 33 aus Titan oder Zirkonium gegeneinander abgeschirmte Teilfüllungen angeordnet, von denen jede aus einer größeren Masse 34 und aus einer kleineren Masse 36 besteht. Jede Masse 36 besteht zum Großteil oder vollständig aus Diamantpulver (mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,1 bis 500 μπι). jede Masse 34 besteht aus einem zur Herstellung eines Sinterhartmetalls geeigneten Pulver, vorzugsweise einem Gemisch aus Wolframkarbidpulver und Kobaltpulver. Unabhängig davon, ob das Pulvergemisch ursprünglich vom Diamantpulver in der aus

ORIGINAL INSPECTED

F i g. 2 ersichtlichen Weise getrennt ist oder ob dem Diamantpulver ein bestimmter Anteil dieses Pulvergemisches zugemischt wird, wirkt das vorhandene Kobalt sowohl als metallisches Bindemittel beim Zusammensintern der Karbide als auch als Katalysator für die "> Umwandlung von Graphit zu Diamant. Es ist bekannt, daß die Sinterwirkung von Kobalt bei der Herstellung von Sinterhartmetallen darauf zurückzuführen ist, daß Kobalt in starkem Maße Karbide zu lösen vermag. Es war nicht zu erwarten, daß mit Karbidpulver vermisch- i« tes Kobalt auch noch fähig ist, elementaren Kohlenstoff zu lösen und dadurch als Katalysator zur Umwandlung von Kohlenstoff in Diamant zu wirken. Wie sich jedoch unerwarteterweise herausgestellt hat, wirkt Kobalt sowohl als Bindemittel als auch als Katalysator. Es ist zu i"> erwarten, daß neben Kobalt auch Nickel und Eisen und Mischungen aus Kobalt, Nickel und Eisen in der gleichen Weise wirken.

Die Masse 36 kann daher zusätzlich zu Diamant auch noch eine geringe Menge Graphitpulver oder eine ■?< > geringe Menge des zur Herstellung des Sinterhartmetalls vorgesehenen Pulvers enthalten. Zwischen den Massen 34 und 36 braucht auch kein scharfer Übergang

• vom Karbid-Kobalt-Pulvergemisch vorhanden zu sein, vielmehr könnte auch eine Übergangsschicht (nicht -'■"> gezeigt) zwischen der Karbid-Kobalt-Masse und der Diamantschicht vorgesehen werden. Diese Übergangsschicht würde zur Vermeidung von Spannungskonzentration sowohl Karbid-Kobalt-Pulver als auch Diamantpulver in Form eines abgestuften Gemisches enthalten. w

Selbst wenn die Masse 36 vollständig aus Diamantkristallen besteht, ist auch noch die Möglichkeit zur Bildung von Diamanten erforderlich, damit a) der während des Sintervorganges entstehende Graphit wieder in Diamant zurückverwandelt wird und b) der in *^r> Bereichen hoher freier Energie und in Bereichen hoher Temperatur im Katalysatormetall gelöste Diamant wieder auskristallisiert wird.

Die Scheiben 37 werden aus dem gleichen Material wie der Zylinder 19 hergestellt, damit bei der Durchführung des Verfahrens die in jeder Teilfüllung auftretende Volumenverringerung durch nachfolgendes Material ausgeglichen werden kann.

Zur Herstellung eines Schneideinsatzes wird die Füllung 30 in die Vorrichtung 10 eingelegt, unter Druck flb gesetzt und dann aufgeheizt. Es wird dabei eine ^ Temperatur im Bereich von ungefähr 1300-1600⁰C während eines Zeitraumes von über ungefähr 3 Minuten aufrechterhalten, damit das Karbid-Kobalt-Gemisch zusammensintert. Gleichzeitig wird die Füllung einem sehr hohen Druck ausgesetzt, beispielsweise einem Druck in der Größenordnung von 55 Kilobar, um für den Diamantgehalt der Füllung thermodynamisch stabile Bedingungen zu gewährleisten. Bei 1300⁰C sollte der Druck mindestens ungefähr 50 Kilobar und bei ^r>~> 1400° C sollte der Druck mindestens ungefähr 52,5 Kilobar betragen. Bei den verwendeten Temperaturen schmilzt natürlich die Kobaltkomponente des Systems, so daß ein Teil des Kobalts für die Verlagerung aus der Masse 34 in die Masse 36 zur Verfügung steht, wo er als Katalysator für die Diamantbildung wirkt.
Es laufen also gleichzeitig die folgenden Vorgänge ab:

a) Die Masse 34 wird in Sinterhartmetall übergeführt,

b) die Masse 36 wird zu einem Diamantteil verdichtet ^b5 und

c) an der Fläche zwischen dem Diamantteil und dem Sinterhartmetall wird eine ausgezeichnete Bindung

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erzeugt, so daß ein monolithischer Verbundkörper entsteht.

Beim Anwenden von Druck auf das System werden einige Diamantteilchen zerquetscht. Da jedoch ein die Diamantbildung ermöglichender Katalysator vorhanden ist, wachsen diese Teilchen bei den im diamantstabilen Bereich des Zustandsdiagramms von Kohlenstoff liegenden Drücken und Temperaturen wieder zusammen und heilen dadurch aus.

Zwischen dem hochfesten Diamantteil und der volumenmäßig beträchtlich größeren steifen Unterlage wird also in situ eine direkte Bindung hergestellt. Durch die steife, nicht nachgiebige Unterlage wird die Bruchgefahr für den Diamantteil weitgehend herabgesetzt.

Der Diamantteil enthält direkt aneinander gebundene Diamantkristalle, die willkürlich verteilt sind. Damit ein beginnender Bruch eine Spaltung des Diamantteils bewirken kann, müßte die Spaltfläche aufgrund der willkürlichen Verteilung der Spaltebenen der einzelnen Diamantteilchen einem gewundenen Verlauf folgen. Ein irgendwie entstandener Riß kann also sich nicht sehr weit in den Diamantteil fortsetzen.

Als Ausgangsmaterial für die Masse 34 wird vorzugsweise ein Wolframkarbidsinterpulver verwendet, das aus einer Mischung aus Karbidpulver und Kobaltpulver besteht und im Handel in Teilchengrößen von 1 bis 5 μπι erhältlich ist. Gegebenenfalls kann Wolframkarbid ganz oder teilweise durch Titankarbid und/oder Tantalkarbid ersetzt werden. Als Bindemittel für Karbide wurde auch bereits Nickel oder Eisen verwendet. Als Bindemittel für die metallische Verbindung können daher Kobalt, Nickel oder Eisen oder Gemische dieser Metalle verwendet werden. Vorzugsweise verwendet man jedoch Kobalt. Sowohl Kobalt als auch Nickel und Eisen wirken auch als Katalysatorlösungsmittel bei der Diamantsynthese, so daß diese drei Metalle bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eingesetzt werden können. Die verwendbaren Karbidsinterpulver bestehen aus Pulvergemischen mit 87-97% Karbid und ungefähr 3-13% Kobalt. Karbidsinterpulver mit einem beträchtlich niedrigeren Karbidanteil ergeben Sinterhartmetalle, deren Festigkeit unzureichend ist. Der Diamantanteil der Masse 36 beträgt vorzugsweise 90 bis 99 Volumprozent. Es kann jedoch auch ein geringerer Diamantanteil verwendet werden, jedoch muß der Diamantanteil der Masse 36 mindestens ungefähr 70 Volumprozent betragen.

Gegebenenfalls kann eine dünne Schicht Katalysatormetall zwischen der Masse 34 und der Masse 36 zur Ergänzung des in den Massen bereits vorhandenen Katalysatormetalls angeordnet werden, das zusätzlich auch noch als Bindemittel bei der Karbidsinterung wirkt. Die Anordnung eines Katalysatormetalls zwischen den Massen 34 und 36 beeinträchtigt die mechanisch instabilen Eigenschaften der Füllung nicht. Es hat sich herausgestellt, daß zusätzliches Katalysatormetall nicht erforderlich ist und daher gewöhnlich auch nicht bevorzugt wird.

Zur Herstellung der unsymmetrisch geformten Schneideinsätze nach den Fig.3, 5 und 6 ist eine modifizierte Ausführungsform des Salzzylinders 21 und der Stopfen 22 und 22' erforderlich. Die in das Heizrohr 20 passende Anordnung kann aus einer Reihe von übereinander gestapelten zylindrischen Blöcken bestehen, die mit Karbidsinterpulver (CMP) und Diamantteilchen (D) gefüllte Formen bilden. Bei der Ausführungs-

form nach Fig.7 ist der Salzblock 21a mit einer Aussparung 72 versehen, deren Form der Gestalt des gewünschten Schneideinsatzes entspricht. Die Aussparung 72 ist mit einer als Abschirmung dienenden Metallschicht 73 ausgekleidet. Innerhalb der Ausspa- ^r> rung 72 sind das Sintermetallpulver CMP und das Diamantpulver D in entsprechender Weise angeordnet. Der darüberliegende Salzblock 216 weist eine entsprechende Aussparung zur Aufnahme eines Abdeckbleches 74 auf, das die metallische Abschirmung für die i<> Pulvermassen vervollständigt. Vorzugsweise ist der darüberliegende Salzblock 216 auch mit einer Aussparung zur Aufnahme eines Sinterkarbidblockes SC ausgestattet, der ein Durchstechen des Abschirmbleches 74 auf ein Mindestmaß herabsetzen soll. Zur Füllung der Druckkammer der Hochdruckpresse kann eine Reihe solcher zusammenwirkender Salzblöcke 21a und 21 b verwendet werden.

Bei dem Schneideinsatz 40 nach Fig.3 sind die Stirnflächen 41 und 42 des Sinterhartmetalls 43 und des Diamantteils 44 abgeschrägt (Fig. 4), damit die Schneidkanten des Diamantteils 44 leicht mit einem Werkstück in Eingriff gebracht werden können.

Bei der Herstellung der in den Fig.5 und 6 dargestellten Schneideinsätze 52 und 62 wird jeweils 2ί eine dünne Diamantschicht 51 bzw. 61 gebildet. Die Dicke der Diamantschicht beträgt 0,5 bis 0,012 mm. Es können auch Diamantschichten mit einer Dicke bis zu 2,0 mm hergestellt werden. Die Diamantschicht 51 bzw. 61 wird jedoch zweckmäßigerweise sehr dünn ausge- in führt, damit sie als Spanbrechfläche wirken und auch leicht geschärft werden kann. Die Eigenschaften der Diamantschicht werden in bezug auf die Eigenschaften des Sinterhartmetalls so abgeschirmt, daß die Diamantschneide etwas weniger verschleißt als das Sinterhartmetall. In diesem Fall wird fortlaufend ein kleiner Teil der Diamantschicht über den Sinterhartmetallkörper vorstehen und eine Schneide bilden, wodurch das richtige Verhältnis zwischen dem Diamantabrieb und der Lebensdauer des Werkzeuges gewährleistet ist.

Die über dem Karbidsinterpulver angeordnete Schicht kann aus Diamantsplittern oder aus Graphit bestehen, der in Diamant umgewandelt wird, wenn die Füllung im diamantstabilen Bereich des Zustandsdiagramms von Kohlenstoff liegenden Drücken und Temperaturen in Gegenwart des als Katalysator wirkenden Bindemittels für das Sinterhartmetall ausgesetzt wird. Es können auch Gemische aus Graphit und Diamant verwendet werden. Es ist jedoch unbedingt erforderlich, daß die Diamantkonzentration des diamantreichen Bereiches eines Schneideinsatzes nach der Erfindung über 70 Volumprozent und vorzugsweise über 90 Volumprozent beträgt.

Nach der Anwendung der hohen Drücke und der hohen Temperaturen, bei denen a) eine Sinterung de,s Karbidpulvers bewirkt, b) eine feste zusammenhängende Diamantkristallmasse oder Diamantkristallschicht erzeugt und c) eine außerordentlich wirksame Bindung zwischen Diamant und dem Sinterkarbid erzielt wird, wird zunächst die Temperatur und dann der Druck bo verringert. Dann wird die Füllung aus der Hochdruckapparatur herausgenommen. Das Abschirmungsmaterial haftet sehr gut an den Außenflächen der gebildeten Schneideinsätze. Zur gewünschten Freilegung irgendwelcher Oberflächen eines Schneideinsatzes wird die t>5 Abschirmung einfach abgeschliffen.

Da ein Teil der Abschirmung in Karbid umgewandelt wird, kann man über der Spanbrechfläche der Diamantteile 44, 51, 61 eine dünne Schicht aus Titankarbid oder Zirkoniumkarbid belassen, indem man die Abschirmung nur zum Teil abschleift. Größere Karbidmengen können in die Spanbrechfläche eingeführt werden, indem man bei der Füllung der Aussparung 72 eine geringe Menge Titankarbidpulver oder Zirkoniumkarbidpulver der aus Diamantteilchen bestehenden Schicht D zusetzt oder Titan enthaltende synthetische Diamanten oder Titan enthaltenden Graphit verwendet. Falls man der freiliegenden Fläche des diamantreichen Bereiches kleine Kristalle aus Titankarbid einverleibt, erzielt man eine verbesserte Lebensdauer der Spanbrechfläche und verringert dadurch die schädliche Einwirkung der von einem Werkstück entfernten heißen Metallspäne auf den Schneideinsatz.

F i g. 8 zeigt eine Ausführungsform eines verbesserten Stempels für eine Vorrichtung zum Erzeugen von hohen Drücken und hohen Temperaturen. Der zum Ausüben von Druck vorgesehene Teil 81 besteht aus einer verdichteten diamantreichen Masse, die auf einer Unterlage aus Sinterhartmetall aufliegt. Der Teil 81 ist an dem spitz zulaufenden Stempelschaft 82 aus Sinterhartmetall befestigt, wobei die einander gegen- ä überliegenden Flächen der beiden Bauteile sehr sorgfältig plangeschliffen sind. Dadurch kann die Lötschicht zwischen den Bauteilen sehr dünn ausgebildet werden. Diese Stempelkonstruktion ist sehr vorteilhaft, so lange beim Betrieb dafür gesorgt wird, daß sie nicht zu heiß wird.

Gegebenenfalls kann beim Verfahren zur Herstellung eines Schneideinsatzes nach der Erfindung anstelle des Karbidsinterpulvers vorgeformter Sinterkarbid (Sinterhartmetall) verwendet werden. In diesem Fall wird in der mit Metall ausgekleideten Aussparung 31 ein vorgeformter Sinterhartmetallkörper angeordnet und an der vorgesehenen Spanbrechfläche die zur Bildung des diamantreichen Bereiches vorgesehene Masse eingebracht. Auch bei dieser Anordnung wirkt das im massiven Sinterhartmetallkörper vorhandene Bindemetall als Katalysator für das Zusammenwachsen und die synthetische Bildung von Diamant.

Beim Verfahren nach der Erfindung können verhältnismäßig billige Naturdiamantsplitter oder synthetische Diamanten, beispielsweise Diamanten mit einer Teil- j chengröße von 44 bis 250 μΐη, einem Schneideinsatz % unter Bildung einer Schneide zur spanabhebenden Bearbeitung von Metallen einverleibt werden, die sich durch gute Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Stoßen und Abrieb auszeichnen. Der zusammengesetzte Schneideinsatz nach der Erfindung ist besonders zum Drehen, Bohren und Fräsen von Superlegierungen mit einem Bearbeitbarkeitsindex von 10 oder darunter geeignet.

Beispiel 1

Eine gleichmäßige Mischung aus 58 Volumprozent Diamantpulver mit einer Teilchengröße von 177 bis 250 μηι und 42 Volumprozent Karbidsinterpulver (87 Gewichtsprozent Wolframkarbid — 13 Gewichtsprozent Kobalt) wurde in eine mit Zirkonium ausgekleidete zylindrische Form gegeben (als Masse 34 gemäß F i g. 1). Darüber wurde eine ungefähr 0,5 mm dicke Schicht des gleichen Diamantpulvers als Schicht 36 gebreitet Die vollständig von Zirkonium umschlossene Füllung wurde 10 Minuten lang einem Druck von ungefähr 57 kb und einer Temperatur von 1500° C ausgesetzt. Nach Verringerung der Temperatur und des Druckes wurde

der entstandene Schichtkörper gewonnen und erfolgreich als Bearbeitungswerkzeug zum Zurichten einer Korundschleifscheibe verwendet.

Beispiel 2

Eine ähnlich wie die in Beispiel 1 verwendete Form ausgekleidete Form wurde zum Teil mit 75 mg Diamantpulver mit einer Teilchengröße von 330 μπι gefüllt, dem 25 mg Graphitpulver beigemischt waren. Auf diese Schicht wurde eine Metallscheibe (10 Gewichtsprozent Aluminium — 90 Gewichtsprozent Eisen) mit einer Dicke von 2,54 mm gelegt. Über die Scheibe wurde eine zweite Schicht aus 87 Gewichtsprozent Wolframkarbidpulver und 13 Gewichtsprozent Kobaltpulver angeordnet. Die vollständig von einer Abschirmung aus Zirkonium umschlossene Füllung der Form wurde 30 Minuten lang einem Druck von ungefähr 56 kb und einer Temperatur von 1500⁰C ausgesetzt. Nach Verringerung der Temperatur und des Druckes wurde ein monolithischer zylindrischer Körper gewonnen. Die Diamantschicht war zusammengesintert und fest an die benachbarte gesinterte Karbidschicht gebunden. Der Körper wurde später durch Hartlöten an einem geeigneten Halter befestigt und die Diamantschicht zur Bildung eines Schneidwerkzeuges geformt. Das Schneidwerkzeug wurde erfolgreich zur Bearbeitung der Legierung Rene 41 verwendet.

Beispiel 3

Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde ohne Verwendung der Aluminium-Eisen-Scheibe wiederholt. Es wurde ein ähnlicher monolithischer Körper gewonnen, bei dem die Sinterdiamantschicht fest mit der Sinterkarbidschicht verbunden war. Der zylindrische monolithische Körper wurde durch Hartlöten an einem geeigneten Halter befestigt und zu einem Schneidwerkzeug zugerichtet.

Beispiel 4

Es wurde eine massive Scheibe aus Sinterhartmetall (94 Gewichtsprozent Wolframkarbid — 6 Gewichtsprozent Kobalt) als Gegendruckorgan vorgesehen. Diese Sinterhartmetallscheibe wurde in einer mit Zirkonium ausgekleideten Form angeordnet und mit einem dünnen Blech aus Zirkonium abgedeckt. Auf dem Zirkoniumblech wurde eine Schicht aus Diamantpulver (30 mg Diamantpulver mit einer Teilchengröße von 150 μιτι) mit einer Dicke von 0,4 mm ausgebreitet. Eine zweite Scheibe aus Sinterhartmetall mit einer Dicke von 3,3 mm wurde auf die Diamantschicht gelegt. Die gesamte Anordnung wurde zusammen mit der Zirkoniumabschirmung 60 Minuten lang einem Druck von ungefähr 57 kb und einer Temperatur von ungefähr 1500⁰C ausgesetzt. Es wurde ein zylindrischer Körper mit einer Diamantschicht gewonnen, die aus fest miteinander und mit dem Sinterhartmetallkörper verbundenen Diamantkristallen bestand. Die Diamantschicht wurde zur Bildung eines Schneidwerkzeuges poliert. Bei mikroskopischer Betrachtung wurde eine weitgehende Bindung zwischen benachbarten Diamantkörnern sowie Ausheilung und Wiedervereinigung der beim Zusammenpressen der Füllung bei Raumtemperatur zerquetschten Diamantkörner festgestellt. Bei einem Versuch wurde mit dem in dieser Weise hergestellten Schneidwerkzeug von einem aus der Legierung Rene 41 bestehenden Werkstück, das sich mit einer Geschwindigkeit von 16,4 m/min bewegte, ein rotglühender Span mit einer Breite von 2,3 mm und einer Dicke von 2,5 mm entfernt. Das Schneidwerkzeug nach der Erfindung wies im Vergleich zu einem normalen Sinterhartmetallschneidwerkzeug eine bessere Abriebfestigkeit auf und ergab einen besseren Span und eine glattere Bearbeitungsfläche. Bei der Abnutzung der Diamantschicht wurde kein Ausbrechen oder Abblättern von Diamantteilchen beobachtet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

030119/78

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen eines diamantbestückten Schneideinsatzes, dadurch gekennzeichnet, daß

a) in einem abgeschirmten Matrizenhohlraum Hartmetall in Pulverform oder als Vorpreßkörper, dessen Karbidkomponente aus Wolframkarbid, Titankarbid und/oder Tantalkarbid und dessen Bindemetallkomponente aus Kobalt, Nickel und/oder Eisen besteht, und ein Diamantteilchen in einer Volumenkonzentration von über 70% enthaltendes Pulver angeordnet werden und

b) der Inhalt des Matrizenhohlraumes auf eine Temperatur von 1400 bis 1600⁰C aufgeheizt und während mindestens drei Minuten einem Druck von über 45 kb ausgesetzt und unter diesem Druck auch abgekühlt wird.